(57)【要約】【課題】  電子放出素子のリーク電流を低減し、また、電子放出素子を連続して駆動した時のリーク電流の増加を抑制する。更に、消費電力の低減および駆動回路のコストを低減する。【解決手段】  絶縁体１の表面上において互いに対向するように配置された、一対の導電性膜を有する電子放出素子であって、前記絶縁体１が、ハロゲンを含む酸化シリコンであることを特徴とする。【選択図】  図１
2006012723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体の表面上において互いに対向するように配置された、一対の導電性膜を有する電子放出素子であって、
前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコンであることを特徴とする電子放出素子。
【請求項２】
前記絶縁体は、前記一対の導電性膜間において凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項３】
前記ハロゲンがフッ素であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子放出素子。
【請求項４】
前記絶縁体中におけるハロゲンの濃度が、１．０ｘ１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１．０ｘ１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項５】
前記電子放出素子は、前記絶縁体上に前記絶縁体とは異なる別の絶縁体を介して前記一対の導電性膜を配置しており、前記一対の導電性膜間において、前記別の絶縁体が前記絶縁体まで達する凹部を有し、前記別の絶縁体が酸化シリコンもしくはハロゲンを含む酸化シリコンから構成されており、前記絶縁体中のハロゲンの濃度が、前記別の絶縁体中のハロゲンの濃度よりも高いことを特徴とする請求項１乃至４に記載の電子放出素子。
【請求項６】
前記別の絶縁体中におけるハロゲンの濃度が、１．０ｘ１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項７】
複数の電子放出素子と、該複数の電子放出素子を共通に接続する配線とを含む電子源であって、前記電子放出素子が請求項１乃至６のいずれかに記載の電子放出素子であることを特徴とする電子源。
【請求項８】
電子源と発光体とを有する画像表示装置であって、前記電子源が請求項７に記載の電子源であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
映像受信表示装置において、
請求項８に記載の画像表示装置と、映像信号を受信して前記画像表示装置に出力する画像信号を生成する回路と、を有することを特徴とする映像受信表示装置。
【請求項１０】
電子放出素子の製造方法において、
絶縁体の表面上に一対の導電性膜を形成する工程と、
炭素含有ガスを含む雰囲気中で、前記一対の導電性膜間に電圧を印加して、前記導電性膜の一部に炭素を含む堆積物を堆積させる工程と、
を有し、
前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコンから構成されることを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項１１】
前記絶縁体の表面上に一対の導電性膜を形成する工程は、前記絶縁体の表面上に別の絶縁体を形成し、更に前記別の絶縁体の表面上に一対の導電性膜を形成する工程を含み、前記別の絶縁体が、前記酸化シリコンに含まれるハロゲンの濃度より低い酸化シリコンから構成されることを特徴とする請求項１０に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁体を下地表面上に形成した後、前記一対の導電性膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子放出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はテレビ受像機、コンピュータの表示装置、電子線描画装置等に用いる電子源、画像表示装置、および映像受信表示装置に関するものである。また、本発明は電子放出素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子放出素子としては、電界放出型電子放出素子や表面伝導型電子放出素子等がある。
【０００３】
これらの電界放出型や表面伝導型の電子放出素子の中には、基板表面上において、互いに導電性膜が対向して配置された、一対の導電性膜を備える横型の電子放出素子がある。
【０００４】
横型の電子放出素子においては、選択時（駆動時）だけでなく非選択時に印加される電圧に応じて一対の導電性膜間に素子電流（リーク電流）が流れる場合があった。該リーク電流には、一対の導電性膜間の基板表面を流れる電流成分や、一対の導電性膜間の基板内部を流れる電流成分や、一対の導電性膜が微小な部分でつながっていることに起因した電流成分等がある。
【０００５】
このため、該リーク電流を低減することを目的として、一対の導電性膜間の基板表面に凹部を形成する方法が特許文献１に記載されている。また、一対の導電性膜間が微小部分でつながることを抑制するために一対の導電性膜を堆積する前の基板表面に予めフッ素を吸着する方法が特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特登録０３１４７２６７号公報
【特許文献２】特開２０００−２１３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される基板表面に凹部を形成する方法では、一対の導電性膜をマスクとして一対の導電性膜間に位置する基板表面をエッチングするため、導電性膜にダメージを与えてしまう場合があった。
【０００７】
また、特許文献２に開示される、基板表面にフッ素を吸着させる方法では、一対の導電性膜間が一部でつながることを抑制し、その結果リーク電流を低減することができるが、基板を流れるリーク電流の低減効果は低い。したがって、より一層のリーク電流の低減が必要であった。
【０００８】
さらに、詳細な理由は不明だが、横型の電子放出素子を連続して駆動すると、導電性膜間のリーク電流が増加することもあった。
【０００９】
本発明は前述の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、導電性膜間に流れるリーク電流をより一層低減し、また連続して駆動した時のリーク電流の増加を抑制することにある。また、本発明の別の目的は、それにより消費電力の低減および駆動回路のコストを低減できる電子放出素子、電子源、画像表示装置、ならびに映像受信表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、絶縁体の表面上において互いに対向するように配置された、一対の導電性膜を有する電子放出素子であって、前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコンであることを特徴とする電子放出素子である。
【００１１】
また、絶縁体の表面上に一対の導電性膜を形成する工程と、炭素含有ガスを含む雰囲気中で、前記一対の導電性膜間に電圧を印加して、前記導電性膜の一部に炭素を含む堆積物を堆積させる工程と、を有し、前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコンから構成されることを特徴とする電子放出素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、横型の電子放出素子を駆動する際に問題となるリーク電流、および連続して駆動した時のリーク電流の増加を低減することができる。そのため、本発明の電子放出素子を応用した電子源において、消費電力を低減することができる。また、駆動回路に流れる電流を抑えられるため、安価な駆動回路を使用することができる。さらに、本発明の電子放出素子を応用することにより、低消費電力、低コストの画像表示装置、および映像受信表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１４】
本発明の電子放出素子の基本的な実施形態を、模式的に図１（ａ）および図１（ｂ）に示す。図１（ａ）は本発明の電子放出素子の平面図を、図１（ｂ）は断面図を示している。図中の、１は基体としての絶縁体、２は第一の導電性膜、３は第二の導電性膜、６は第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間隔に形成されている間隙、９は絶縁体１の表面に形成された凹部を示す。
【００１５】
この電子放出素子は、第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間に電圧を印加して、第一の導電性膜２または第二の導電性膜３のいずれか一方から電子が放出される電界を生成することで電子を放出する。第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間に印加する電圧としては、１０Ｖから１００Ｖの範囲が好ましく、１０Ｖから３０Ｖの範囲がより好ましい。
【００１６】
絶縁体１は、少なくともその表面がハロゲンを含有する酸化シリコンから構成されており、第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間の基板を流れるリーク電流を低減することができる。また、電子放出素子を連続して駆動した時のリーク電流の増加を抑制することができる。
【００１７】
リーク電流およびその増加を抑制できる理由は明確ではないが、酸化シリコン中に含有されたハロゲンが、シリコンの未結合手に結合することや、Ｓｉ−Ｈ結合の水素と置き換わり、未結合手を生成し難くしていることなどが原因と考えられる。これらの原因により、基板を流れるリーク電流の電流パスが生成されにくくなると推測している。本発明に用いられるハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素であるが、特にフッ素を用いた場合に効果が高い。
【００１８】
第一の導電性膜２および第二の導電性膜３に用いられる導電性の材料としては、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｓｂ２Ｏ３等の酸化物、ＨｆＢ２、ＺｒＢ２、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＹＢ４、ＧｄＢ４等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ、の半導体、炭素等があげられる。
【００１９】
第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間隔としては、１ｎｍから１００μｍの範囲とすることができる。好ましくは１ｎｍから１μｍの範囲であり、より好ましくは１ｎｍから１０ｎｍの範囲であり、最も好ましくは３ｎｍから１０ｎｍの範囲である。また、第一の導電性膜２および第二の導電性膜３の膜厚としては、１ｎｍから１０μｍの範囲で適用することができる。
【００２０】
絶縁体１に含有されるハロゲンの濃度としては、好ましくは５．０ｘ１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、５．０ｘ１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の範囲であり、より好ましくは１．０ｘ１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１．０ｘ１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の範囲である。ハロゲンの濃度が１．０ｘ１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満では、リーク電流の低減の効果が小さくなる。また、ハロゲンの濃度が１．０ｘ１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３よりも高いと、逆にリーク電流が増加する場合がある。また、ハロゲンの濃度が高すぎると、後述する活性化工程において、活性化の進行が阻害されるために好ましくない。
【００２１】
また、第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間隔に形成されている間隙６における絶縁体１の表面には、図１（ｂ）に示すように凹部９を形成することが望ましい。第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間における基板表面の距離が広がることにより、リーク電流を更に低減することができる。
【００２２】
更に、本発明の実施形態による電子放出素子においては、図２（ａ）および図２（ｂ）に示す様に、図１を用いて前述した第一の導電性膜２および第二の導電性膜３の各々に電圧を供給するための電極として、第三の導電性膜４、第四の導電性膜５、第五の導電性膜７および第六の導電性膜８を設けることができる。ここで示す例においては、第一の導電性膜２に接続される電極が第三の導電性膜４と第五の導電性膜７から構成され、第二の導電性膜３に接続される電極が第四の導電性膜５と第六の導電性膜８から構成される。しかしながら、第一の導電性膜２および第二の導電性膜３の各々に接続する電極は、夫々が１つの導電性膜から構成することもできるし、上記の例のように２つ以上の導電性膜から構成することもできる。図２（ａ）は本発明の電子放出素子の平面図を、図２（ｂ）は断面図を示している。図中の、１０は第三の導電性膜４と第四の導電性膜５との間隔を規定する第一の間隙、６は第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間隔を規定する第二の間隙を示す。尚、第二の間隙６内の絶縁体１には前述した凹部９を形成することが望ましい。
【００２３】
また、図２に示した構造の電子放出素子を、後述する活性化工程を用いて形成する場合には、図３に模式的に示す様に、絶縁体１の表面上に、絶縁体１よりハロゲンの濃度の低い別の絶縁体１１を介して、第一の導電性膜２および第二の導電性膜３を配置することが好ましい。また、この場合は、第二の間隙６に位置する別の絶縁体１１の表面に凹部９を形成することが好適である。
【００２４】
活性化工程を用いる場合には、第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間における絶縁体内のハロゲンの濃度が高すぎると、活性化の進行が阻害されるため、絶縁体１よりもハロゲン濃度が低い別の絶縁体１１を絶縁体１上に配置することが好ましい。また、上記別の絶縁体１１を用いた場合には、第二の間隙６内の別の絶縁体１１に、絶縁体１にまで達する凹部９を形成することにより、基板を流れるリーク電流を低減することが可能である。
【００２５】
次に、図２に示した実施形態による電子放出素子の製造方法の一例を図４を用いて説明する。この電子放出素子は、例えば以下の（工程ａ）〜（工程ｅ）により作成することができる。
【００２６】
（工程ａ）
ハロゲンを含む酸化シリコンからなる絶縁体１を用意する（図４（ａ））。
【００２７】
（工程ｂ）
絶縁体１の表面上に第五の導電性膜７および第六の導電性膜８を形成する（図４（ｂ））。
【００２８】
（工程ｃ）
第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間を接続するように導電性膜１２を形成した後に、導電性膜１２の一部に第一の間隙１０を形成し、第三の導電性膜４と第四の導電性膜５を形成する（図４（ｃ）、図４（ｄ））。
【００２９】
（工程ｄ）
第一の間隙１０内およびその近傍の第三の導電性膜４、第四の導電性膜５上に第一の導電性膜２、第二の導電性膜３を形成し、第二の間隙６内の絶縁体１表面に凹部９を形成する（図４（ｅ））。
【００３０】
以下、更に詳細に上記各工程について説明する。
【００３１】
（工程ａ）
工程ａでは、ハロゲンを含む酸化シリコン層からなる絶縁体１を用意する。例えば、予め用意した酸化シリコンに、ハロゲンをイオン注入法などにより酸化シリコンに添加することで、絶縁体１を得ることができる。
【００３２】
また、絶縁体１は、下地となるＳｉ、石英ガラス、青板ガラス、セラミックス等を主成分とする基板の上に配置された絶縁層であってもよい。この場合には、下地表面上にスパッタリング法、化学的気相堆積法（ＣＶＤ法）、塗布法、ゾルゲル法等により酸化シリコン層を成膜し、ハロゲンをイオン注入法などにより酸化シリコンに添加することで、基板上に絶縁体１を形成することができる。なお、ハロゲンをイオン注入法により酸化シリコンに添加した場合には、必要に応じて加熱処理を行い、酸化シリコン中に含有させる。
【００３３】
酸化シリコン中にハロゲンを含有させる方法としては、その他に例えば、ＣＶＤ法において、酸化シリコンの原料ガスと同時に所望のハロゲンを含む原料ガスを用いる方法や、酸化シリコンをスパッタリング法で成膜する際に、スパッタリングガスまたは反応ガスとしてハロゲン含有ガスを導入する方法などを用いることもできる。
【００３４】
絶縁体１の厚みは、現実的に用いる範囲として、０．０２μｍから２μｍの範囲が適当である。
【００３５】
また、絶縁体１の表面に垂直の方向に、ハロゲンの濃度勾配が形成されていてもよく、この場合は、絶縁体１の表面に近いほどハロゲンの濃度が徐々に高くなることが好ましい。
【００３６】
また、図３に示す形態の電子放出素子を形成する場合には、この段階で絶縁体１上に、絶縁体１よりもハロゲンの含有量の少ない酸化シリコンから構成される別の絶縁体１１を形成することが好ましい。
【００３７】
別の絶縁体１１を構成する酸化シリコンの成膜方法は、前述の絶縁体１を基板上に形成する方法と同様の手法を用いることができる。後述する活性化工程において活性化の進行の阻害を抑えるために、別の絶縁体１１に含有されるハロゲンの濃度は１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下が好ましい。
【００３８】
別の絶縁体１１の厚みは、後述の活性化工程において別の絶縁体１１の表面に形成することのできる凹部９の深さ以下であることが好ましい。活性化工程後に基板を流れるリーク電流を低減するために第二の間隙６内で第二の絶縁体１１に凹部９を形成することが好ましい。このような凹部９の深さは活性化条件等により異なるが実用的には、２０ｎｍから１００ｎｍの範囲であることが好適である。別の絶縁体１１の厚みとしては、１０ｎｍから１００ｎｍの範囲であることが好ましく、凹部９の深さよりも薄いことが好ましい。
【００３９】
（工程ｂ）
工程ｂにおいては、絶縁体１の表面上に第五の導電性膜７および第六の導電性膜８を形成する。第五の導電性膜７および第六の導電性膜８の形成は、真空蒸着法やスパッタリング法とフォトリソグラフィー技術との組み合わせ、または印刷法等により行うことができる。
【００４０】
第五の導電性膜７、第六の導電性膜８に用いられる導電性の材料としては、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属あるいはこれらの合金等が好適であり、金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体やＩＴＯなどの透明導電体も用いることができる。
【００４１】
第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の間隔、導電性膜の膜厚等は、応用される形態等を考慮して設計される。第五の導電性膜７、第六の導電性膜８の間隔は、好ましくは、１μｍから１００μｍの範囲とすることができる。第五の導電性膜７、第六の導電性膜８の膜厚は、１０ｎｍから１０μｍの範囲とすることができる。
【００４２】
（工程ｃ）
工程ｃにおいては、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間を接続するように導電性膜１２を形成した後、導電性膜１２の一部に、第一の間隙１０を形成し、第三の導電性膜４と第四の導電性膜５を形成する。
【００４３】
導電性膜１２の形成は、導電性膜１２を構成する材料を、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等により成膜する方法や、導電性膜１２を構成する材料を含む化合物溶液をディッピング法、スピンコート法、スリットコート法や、インクジェット方法などを用いて塗布する方法等により行うことができる。
【００４４】
導電性膜１２の膜厚は、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８へのステップカバレージ、および導電性膜１２を形成後、後述するフォーミング工程を行う場合には、フォーミング工程の処理条件等を考慮して適宜選択される。導電性膜１２の膜厚の範囲としては、好ましくは０．１ｎｍから１００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍから５０ｎｍである。
【００４５】
導電性膜１２に用いられる導電性の材料としては、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｓｂ２Ｏ３等の酸化物、ＨｆＢ２、ＺｒＢ２、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＹＢ４、ＧｄＢ４等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体等があげられる。
【００４６】
また、導電性膜１２の形成後、後述するフォーミング工程を行う場合には、導電性膜１２のシート抵抗値が、第一の間隙１０の形状を決める要因となる。したがって、良好な第一の間隙１０を形成するには、シート抵抗値が１０３Ω／□以上、１０７Ω／□以下であることが好ましい。
【００４７】
一方、第一の間隙１０を形成した後は、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８に印加される電圧が十分に第一の間隙１０に印加されることが好ましく、導電性膜１２の抵抗値はより低いほうが好ましい。
【００４８】
このため、シート抵抗値が１０３Ω／□以上１０７Ω／□以下の金属酸化物半導体膜を導電性膜１２として形成し、後述するフォーミング工程後に金属酸化物を還元して、より低抵抗な金属膜として用いるのが好ましい。
【００４９】
形成した導電性膜１２の一部に、第一の間隙１０を形成し、第三の導電性膜４と第四の導電性膜５を形成するために、例えば、フォーミング工程を用いることができる。フォーミング工程は、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間に電流を流すことによって生じるジュール熱を用いることにより行うことができる。これにより導電性膜１２の一部に、第一の間隙部１０を形成し、第三の導電性膜４、および第四の導電性膜５を形成することができる。
【００５０】
フォーミング工程において、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間に電流を流すために印加する電圧はパルス電圧が好ましい。この時、パルス波高値を一定とする場合と、パルス波高値を増加させながら印加する場合とがある。パルス電圧の印加方法および印加するパルス電圧の電圧値、パルス幅、パルス周期は、導電性膜１２の材料や膜厚、抵抗値等に応じて適宜選択される。また、フォーミング工程は真空中、もしくは水素などの還元性気体を含む気体中で行うのが好ましい。
【００５１】
形成した導電性膜１２の一部に、第一の間隙１０を形成する方法としては、上記のフォーミング工程以外にも、エッチングや、集束イオンビーム加工等も用いることができる。
【００５２】
（工程ｄ）
工程ｄにおいては、第一の間隙１０内およびその近傍の第三の導電性膜４、第四の導電性膜５上に第一の導電性膜２、第二の導電性膜３を形成し、第二の間隙６内の絶縁体１表面に凹部９を形成する。この工程は、例えば、活性化工程によって行うことができる。活性化工程は、例えば、炭素を含む雰囲気中で、第三の導電性膜４と第四の導電性膜５との間（第五の導電性膜７と第六の導電性膜８との間）に電圧を印加することにより行う。このような雰囲気は、例えば真空容器内をオイルフリーポンプで十分に排気した後、有機物質ガスのような炭素含有ガスを導入することにより得られる。
【００５３】
第五の導電性膜７、第六の導電性膜８に用いられる導電性の材料としては、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｓｂ２Ｏ３等の酸化物、ＨｆＢ２、ＺｒＢ２、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＹＢ４、ＧｄＢ４等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体等があげられる。また、活性化工程を行う場合には、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８の材料として、炭素および／または炭素化合物を適用することが可能である。
【００５４】
ここで、炭素および／または炭素化合物とは、例えばグラファイト（いわゆるＨＯＰＧ（Ｈｉｇｈｌｙ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ），ＰＧ（Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ），ＧＣ（Ｇｌａｓｓ−ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）を包含するものであり、ＨＯＰＧはほぼ完全なグラファイトの結晶構造、ＰＧは結晶粒が２０ｎｍ程度で結晶構造がやや乱れたもの、ＧＣは結晶粒が２ｎｍ程度になり結晶構造の乱れがさらに大きくなったものを指す。）、および非晶質カーボン（アモルファスカーボンおよび、アモルファスカーボンと前記グラファイトの微結晶の混合物を指す）を含む。
【００５５】
また活性化工程を十分長く行うことで、絶縁体１の表面に凹部９を形成することができる。凹部９は酸化シリコンの密度がきわめて小さく、ほぼ空隙のような状態になっている領域である。このような凹部が形成される理由としては、活性化工程において、導入する炭素と絶縁体を構成する酸化シリコンとの間で反応が生じているものと考えている。
【００５６】
活性化工程を用いない場合にも、エッチング、集束イオンビーム加工等で、第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間隙６及び／または絶縁体１の表面の凹部９を形成することができる。
【００５７】
活性化工程に用いられる有機物質としては、アルカン、アルケン、アルキンの脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、アルコール類、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、フェノール、カルボン、スルホン酸等の有機酸類等を用いることができる。具体的には、メタン、エタン、プロパンなどＣｎＨ２ｎ＋２で表される飽和炭化水素、エチレン、プロピレンなどＣｎＨ２ｎ等の組成式で表される不飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアミン、エチルアミン、フェノール、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等あるいはこれらの混合物を使用することができる。
【００５８】
このときの好ましい有機物質の分圧は、真空容器の形状や、有機物質の種類などにより異なるため、場合に応じて適宜設定される。
【００５９】
以上の工程により本発明の電子放出素子を形成することができるが、工程ｄの後に更に、安定化工程を行うことが好ましい。この工程は、真空容器内の有機物質を排気する工程である。ここで、真空容器を排気する真空排気装置については、装置から発生するオイルが素子の特性に影響を与えないように、オイルを使用しないものを用いるのが好ましい。具体的には、ソープションポンプ、イオンポンプ等の真空排気装置を挙げることが出来る。
【００６０】
真空容器内の有機成分の分圧は、上記の炭素あるいは炭素化合物が新たに堆積することを抑制できる範囲であることが好ましい。このような真空容器内の有機成分の分圧としては、１０−６Ｐａ以下が好ましく、さらには１０−８Ｐａ以下が特に好ましい。
【００６１】
このように、真空容器内の有機成分の分圧を低くすることにより、新たな炭素あるいは炭素化合物の堆積を抑制でき、また真空容器や基板などに吸着したＨ２Ｏ，Ｏ２なども除去できる。その結果として素子電流Ｉｆおよび放出電流Ｉｅが安定する。
【００６２】
次に、このような電子放出素子を複数個用いて構成した電子源および画像表示装置の一例について、図５および図６を用いて説明する。
【００６３】
図５において、５１は電子放出素子を複数配した電子源基板、５２、５３は、電子放出素子の一対の電極と接続された行方向配線および列方向配線である。図６において、６１は支持枠、６２はガラス基板、６３は蛍光膜、６４はメタルバック、６５は高圧端子であり、メタルバックに接続される。支持枠６１には、電子源基板５１と、ガラス基板６２の内面に蛍光膜６３とメタルバック６４が形成されたフェースプレートとが、低融点のフリットガラスなどを用いて、接合される。
【００６４】
外囲器６６は、フェースプレート，支持枠６１，電子源基板５１で構成される。
【００６５】
また、フェースプレートと電子源基板５１との間に、スペーサとよばれる不図示の支持体を少なくとも１つ設置することにより、大気圧に対して十分な強度をもつ外囲器６６を構成することもできる。
以上のように画像表示装置は、電子源基板５１上に配置された電子放出素子、行方向配線５２、列方向配線５３、及び外囲器６６で構成される。
【００６６】
以下に上記画像表示装置を用いた映像受信表示装置の形態の一例を示す。
【００６７】
図７は、本発明の画像表示装置を用いた映像受信表示装置の概略構成を示す図である。図７において、７１は映像情報受信装置、７２は画像信号生成回路、７３は駆動回路、７４は本発明の製造方法で得られる画像表示装置を示す。まず、映像情報受信装置７１で受信された映像情報を画像信号生成回路７２に入力し、画像信号を生成する。映像情報受信装置７１としては、例えば、無線放送、有線放送、インターネットを介した映像放送等を選局し受信できるチューナーのような受信機を挙げることが出来る。また、映像情報受信装置７１に音響装置等を接続し、更に画像信号生成回路７２、駆動回路７３、および画像表示装置７４を含めてテレビセットを構成することが出来る。画像信号生成回路７２では、映像情報から画像表示装置７４の各画素に対応した画像信号を生成し、駆動回路７３に入力する。そして、入力された画像信号に基づいて駆動回路７３で画像表示装置７４に印加する電圧を制御し、画像表示装置７４に画像を表示させる。
【００６８】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、本発明の目的を達成するものであれば各構成要素が代用物や均等物に置換されたものであってもよい。
【実施例】
【００６９】
以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【００７０】
（実施例１）
本実施例においては、図２に示す構成の電子放出素子として、絶縁体を構成する酸化シリコン層中におけるフッ素の濃度の異なる６個の試料を作成した。以下に、本実施例における電子放出素子の製造方法を説明する。
【００７１】
工程（ａ）
清浄化したガラス基板上に、ＣＶＤ法により厚さ０．４μｍの酸化シリコン層を形成した。その後、試料１を除く試料においては、更に全面に加速電圧５０ｋｅＶでフッ素をイオン注入し、４５０℃で３０分間加熱処理をおこなって、絶縁体１を形成した（図４（ａ））。また、この時、試料ごとに注入するフッ素イオンのドーズ量を、２．０ｘ１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２〜２．０ｘ１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２の範囲で変えて、各試料における酸化シリコン層中のフッ素含有濃度が、表１に示す濃度となるようにした。酸化シリコン層中のフッ素含有濃度の測定は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により行った。フッ素の濃度がほぼ均一であることを確認し、絶縁体１の表面に垂直方向の酸化シリコン層中のフッ素濃度の平均値をフッ素含有濃度とした。なお、フッ素のイオン注入を行わない試料４において、酸化シリコン層中のフッ素濃度は、本実施例で用いたフッ素含有濃度の測定装置の検出限界値以下であった。
【００７２】
工程（ｂ）
第五の導電性膜７、第六の導電性膜８のリフトオフ用パターンをフォトレジストで形成し、真空蒸着法により、厚さ５ｎｍのＴｉ、厚さ５０ｎｍのＰｔを順次堆積した。
【００７３】
そして、フォトレジストパターンを有機溶剤で溶解し、Ｐｔ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフし、第五の導電性膜７と第六の導電性膜８との間隔を２０μｍ、第五の導電性膜７および第六の導電性膜８の幅を２００μｍとして第五の導電性膜７、第六の導電性膜８を形成した（図４（ｂ））。
【００７４】
工程（ｃ）
次に、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８の間に、バブルジェット（登録商標）方式の噴射装置を用い、パラジウム錯体溶液（酢酸パラジウムモノエタノールアミン錯体をＩＰＡと水の混合溶液に溶解したもの）を滴下した。その後、３００℃で１５分間加熱焼成処理をして、酸化パラジウムからなる導電性膜１２を形成した（図４（ｃ））。また、こうして形成された導電性膜１２の平均膜厚は６ｎｍであった。
【００７５】
工程（ｄ）
次に上記基板を真空容器内に設置し、容器内を真空ポンプにて排気した。容器内の圧力が２×１０−３Ｐａに到達したところで排気用のバルブを閉め、容器内に２％Ｈ２混合Ｎ２ガスを導入しながら、容器外端子を通じて第五の導電性膜７および第六の導電性膜８間にパルス電圧を印加し、フォーミング工程を行った。
【００７６】
フォーミング工程の電圧波形は図８（ａ）に示すようなパルス波形とし、電圧Ｖ１の波高値は１４Ｖ、パルス幅Ｔ１は１ｍｓｅｃ、パルス周期Ｔ２は５０ｍｓｅｃとした。
【００７７】
フォーミング工程中は、同時に、パルス間に１Ｖの抵抗測定パルスを挿入して抵抗を測定し、測定値が約１ＭΩ以上になった時に電圧の印加を終了した。以上により、導電性膜１２に第一の間隙１０を形成し、第三の導電性膜４および第四の導電性膜５を形成した（図４（ｄ））。
【００７８】
この後、容器内に２％Ｈ２混合Ｎ２ガスを容器内の圧力が２×１０４Ｐａに到達するまで導入した後、３０分間保持して、第三の導電性膜４および第四の導電性膜５を還元した。
【００７９】
工程（ｅ）
続いて、真空容器内を真空ポンプにて排気し、容器内の圧力が２×１０−５Ｐａに到達したところで、スローリークバルブを通してトルニトリルを真空容器内に導入し、１×１０−４Ｐａを維持した。
【００８０】
次に、第五の導電性膜７および第六の導電性膜８間にパルス電圧を印加して活性化工程をおこない、炭素からなる第一の導電性膜２および第二の導電性膜３を堆積させ、同時に第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間隔を規定する第二の間隙６における絶縁体１表面に凹部９を形成した（図４（ｅ））。
【００８１】
この時のパルス電圧としては、図８（ｂ）に示した両極性のパルス電圧とし、電圧の波高値Ｖ１は２０Ｖ、パルス幅Ｔ１は１ｍｓｅｃ、パルス半周期Ｔ３は２０ｍｓｅｃとした。パルス印加時間は６０分とした。
【００８２】
第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間隔を規定する第二の間隙６における絶縁体１表面に形成した凹部９の深さは、０．０６μｍであった。
【００８３】
活性化終了時の素子電流Ｉｆの値を表１に示す。
【００８４】
工程（ｆ）
このようにして作成した試料を図９に示すような真空容器９５内に設置し、真空容器９５内を真空ポンプ９４で排気しながら、電子放出素子を３００℃、また真空容器を２００℃で１０時間加熱した。以上のようにして安定化工程をおこなった。
【００８５】
続いて、同真空容器９５内で、本実施例で作成した試料の電気特性を評価した。
【００８６】
図９において、９０は素子電流Ｉｆを計測する電流計、９２は放出電流Ｉｅを計測する電流計、９１は電源、９３は高圧電源、９４はアノード電極である。本実施例においては、第一の導電性膜２または第二の導電性膜３の表面とアノード電極表面との距離Ｈを２ｍｍとし、アノード電極９４に６ｋＶを印加して測定を行った。
【００８７】
まず、容器外端子を通じて電子放出素子の第五の導電性膜７および第六の導電性膜８の間にパルス幅１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．７ｍｓｅｃ、波高値１９．５Ｖのパルス電圧を３０秒間印加した後、素子電流Ｉｆを測定した。
【００８８】
第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の印加電圧１６Ｖ（選択時の電圧相当）における素子電流、および第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の印加電圧６Ｖ（非選択時の電圧相当）における素子電流（リーク電流）を表１に示す。
【００８９】
なお、放出電流Ｉｅの測定も同時に行ったが、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の印加電圧１６Ｖにおける素子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅの比であるＩｅ／Ｉｆの値は、いずれの試料においてもほぼ一定であった。
【００９０】
また、その後、電子放出素子にパルス幅０．１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．７ｍｓｅｃ、波高値１６Ｖのパルス電圧を所定時間連続して印加した後、素子電流Ｉｆを測定した。第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の印加電圧６Ｖにおける素子電流Ｉｆを表１に示す。
【００９１】
本実施例においては、非選択電圧における素子電流（リーク電流）および、素子駆動時のリーク電流を低減することができた。更に、試料４乃至６に比べ試料１乃至３の方が、非選択電圧における素子電流（リーク電流）および、連続駆動後のリーク電流をより低減することができた。
【００９２】
【表１】
2006012723.tif 000003
【００９３】
（実施例２）
本実施例においては、図３に示す構成の電子放出素子として、絶縁体を構成する酸化シリコン層中のフッ素の濃度、および別の絶縁体を構成する酸化シリコン層中におけるフッ素の濃度の異なる７個の試料を作成した。以下に、本実施例における電子放出素子の製造方法を説明する。
【００９４】
工程（ａ）
清浄化したガラス基板上に、ＣＶＤ法により厚さ０．４μｍの酸化シリコン層を形成した。その後、全面に加速電圧５０ｋｅＶでフッ素をイオン注入し、４５０℃で３０分間加熱処理をおこなって、絶縁体１を形成した。この時試料ごとに注入するフッ素イオンのドーズ量を、４．０ｘ１０１３ｉｏｎｓ／ｃｍ２〜４．０ｘ１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２の範囲で変えて、各試料における絶縁体１の酸化シリコン層中のフッ素含有濃度が、表２に示す濃度となるようにした。
【００９５】
次に、絶縁体１上にＣＶＤ法により厚さ０．０５μｍの酸化シリコン層を成膜して別の絶縁体１１を形成した。続いて、試料１０、試料１１、及び試料１３においては、更に全面に加速電圧１０ｋｅＶでフッ素をイオン注入し、４５０℃で３０分間加熱処理をおこなった。この時試料ごとに注入するフッ素イオンのドーズ量を、２．５ｘ１０１２ｉｏｎｓ／ｃｍ２〜２．５ｘ１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２の範囲で変えて、各試料における別の絶縁体１１の酸化シリコン層中のフッ素含有濃度が、表２に示す濃度となるようにした。酸化シリコン層中のフッ素含有濃度の測定は、実施例１と同様の方法で行った。
【００９６】
工程（ｂ）〜工程（ｆ）
続いて、実施例１の工程（ｂ）〜工程（ｆ）と同様の方法により、電子放出素子を作成した。なお、第一の導電性膜２と第二の導電性膜３との間隔を規定する第二の間隙６における別の絶縁体１１表面に形成した凹部９の深さは、０．０６μｍであった。本実施例における、活性化終了時の素子電流Ｉｆの値を表２に示す。
【００９７】
続いて、実施例１と同様にして、本実施例の電子放出素子の電気特性を評価した。
【００９８】
実施例１と同様にパルス電圧を印加した後、素子電流Ｉｆを測定した。
【００９９】
第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の印加電圧電圧１６Ｖ（選択時の電圧相当）における素子電流、および第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の印加電圧６Ｖ（非選択時の電圧相当）における素子電流（リーク電流）を表２に示す。
【０１００】
なお、放出電流Ｉｅの測定も同時に行ったが、第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の印加電圧１６Ｖにおける素子電流Ｉｆと放出電流Ｉｅの比であるＩｅ／Ｉｆの値は、いずれの試料においてもほぼ一定であった。
【０１０１】
また、その後、電子放出素子にパルス幅０．１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．７ｍｓｅｃ、波高値１６Ｖのパルス電圧を所定時間連続して印加した後、素子電流Ｉｆを測定した。第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間の印加電圧６Ｖにおける素子電流を表２に示す。
【０１０２】
本実施例においては、活性化を阻害することなく、非選択電圧における素子電流（リーク電流）および、素子駆動時のリーク電流を低減することができた。更に、試料１２または試料１３に比べ試料７乃至試料１１の方が、活性化の阻害を抑えつつ、非選択電圧における素子電流（リーク電流）および、連続駆動後のリーク電流をより低減することができた。
【０１０３】
【表２】
2006012723.tif 000004
【０１０４】
（実施例３）
本実施例においては、前記実施例２の試料８と同様の構成の電子放出素子を、基体上に複数配置し、さらにマトリクス状配線を配置して、図５に示すような電子源を作成した。以下に製造方法を説明する。
【０１０５】
工程（ａ）
実施例２と同様の方法で、ガラス基板上に、ＣＶＤ法により厚さ０．４μｍの酸化シリコン層を形成した。その後、全面に加速電圧５０ｋｅＶでフッ素をイオン注入し、４５０℃で３０分間加熱処理をおこなって、絶縁体１を形成した。
【０１０６】
次に、絶縁体１上にＣＶＤ法により厚さ０．０５μｍの酸化シリコン層を成膜して別の絶縁体１１を形成した。
【０１０７】
次に、実施例２と同様にしてＰｔ／Ｔｉからなる第五の導電性膜７、第六の導電性膜８を形成した。
【０１０８】
工程（ｂ）
次いで、金属成分としてＡｇを含むペースト材料を用い、スクリーン印刷法により列方向配線５３のパターンを作成した。ペーストを塗布後、１１０℃で２０分乾燥し、次いで熱処理装置によりピーク温度４８０℃、ピーク保持時間８分間の条件で上記ペーストを焼成して列方向配線５３を形成した。
【０１０９】
工程（ｃ）
次に、ＰｂＯを主成分とするペースト材料を用い、スクリーン印刷法により層間絶縁体５４のパターンを作成した。ペーストを塗布した後、１１０℃で２０分乾燥し、次いで熱処理装置によりピーク温度４８０℃、ピーク保持時間８分間の条件で上記ペーストを焼成して、層間絶縁体５４を形成した。
【０１１０】
この層間絶縁体５４は、少なくとも行方向配線５２と列方向配線５３の交差部を含む領域を覆うように、かつ一方の第５の導電性膜７と行方向配線５２との電気的接続をとるためのコンタクトホール（不図示）を開けて形成した。
【０１１１】
工程（ｄ）
絶縁体４４の上に、列方向配線５３と同様の材料を用い、スクリーン印刷法により行方向配線５２のパターンを作成した。ペーストを塗布した後、１１０℃で２０分乾燥し、次いで熱処理装置によりピーク温度４８０℃、ピーク保持時間８分間の条件で上記ペーストを焼成して行方向配線５２を形成した。
【０１１２】
工程（ｅ）
次に、各電子放出素子の第五の導電性膜７、第六の導電性膜８間に、バブルジェット（登録商標）方式の噴射装置を用い、パラジウム錯体溶液（酢酸パラジウムモノエタノールアミン錯体をＩＰＡと水の混合溶液に溶解したもの）を滴下した。その後、３００℃で１５分間加熱焼成処理をして、酸化パラジウムからなる導電性膜１２を形成した。また、こうして形成された導電性膜１２の平均膜厚は６ｎｍであった。
【０１１３】
工程（ｆ）
上述のようにして、電子放出素子、配線および層間絶縁体を形成した基板を、真空容器内に設置し、容器内を真空ポンプにて排気した。容器内の圧力が２×１０−３Ｐａに到達したところで排気用のバルブを閉め、容器内に２％Ｈ２混合Ｎ２ガスを導入しながら、容器外端子を通じて、行方向配線５２および列方向配線５３間に電圧を印加し、電子放出素子のフォーミングを行った。フォーミングの電圧波形は実施例１と同様の波形とした。またこの時、列方向配線５３を共通化してグランドレベルに接続し、行方向配線５２を順次選択しながら電圧の印加を行った。
【０１１４】
フォーミング処理中は、同時に、パルス間に１Ｖの抵抗測定パルスを挿入して抵抗を測定し、一素子あたりの測定値が、１ＭΩ以上になった時に、電圧の印加を終了した。以上により、各電子放出素子の導電性膜１２に第一の間隙１０を形成し、第三の導電性膜４および第四の導電性膜５を形成した。
【０１１５】
この後、容器内に２％Ｈ２混合Ｎ２ガスを容器内の圧力が２×１０４Ｐａに到達するまで導入した後、３０分間保持して、第三の導電性膜４および第四の導電性膜５を還元した。
【０１１６】
工程（ｇ）
続いて、真空容器内を真空ポンプにて排気し、容器内の圧力が２×１０−５Ｐａに到達したところで、トルニトリルをスローリークバルブを通して真空容器内に導入し、２×１０−４Ｐａを維持した。
【０１１７】
次に、列方向配線５３を共通化してグランドレベルに接続し、各行方向配線５２に順次パルス電圧を印加して活性化処理をおこなった。活性化の電圧波形および電圧印加時間は実施例１と同様にした。
【０１１８】
工程（ｈ）
電子源基板を再び真空容器内に設置し、真空容器内を排気しながら、電子源基板を３００℃、また真空容器を２００℃で１０時間加熱して安定化処理をおこなった。
【０１１９】
以上のようにして作製した電子源について、同真空容器内で電気特性を評価した。
【０１２０】
まず、列方向配線５３の１つ（Ｄｘ１）を選択し、＋６Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．６ｍｓｅｃのパルス電圧を印加した。これと同期して、行方向配線５２（Ｄｙ１〜Ｄｙｍ）に順次、−１３．５Ｖ、パルス幅１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．６ｍｓｅｃのパルス電圧を３０秒間印加した。続いて、別の列方向配線（Ｄｘ２〜Ｄｘｎ）に関して同様の作業を繰り返すことにより、すべての電子放出素子に１９．５Ｖのパルス電圧を印加した。この時非選択の配線はグランドレベルに接続した。
【０１２１】
次に、同様に、列方向配線５３の１つ（Ｄｘ１）を選択し、＋６Ｖ、パルス幅０．１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．６ｍｓｅｃのパルス電圧を印加した。これと同期して、行方向配線５２（Ｄｙ１〜Ｄｙｍ）に順次、−１０Ｖ、パルス幅０．１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．６ｍｓｅｃのパルス電圧を印加した。続いて、別の列方向配線（Ｄｘ２〜Ｄｘｎ）に関して同様の作業を繰り返すことにより、すべての電子放出素子に１６Ｖのパルス電圧を印加して電子放出素子を駆動した。電子放出素子の駆動時における各電子放出素子に流れる素子電流を測定した。
【０１２２】
次に、行方向配線５２をすべてグランドレベルに接続し、列方向配線５３の１つ（Ｄｘ１）を選択し、＋６Ｖ、パルス幅０．１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．６ｍｓｅｃのパルス電圧を印加して、選択した列方向配線（Ｄｘ１）に接続した電子放出素子に流れる素子電流（リーク電流）を測定した。続いて、別の列方向配線（Ｄｘ２〜Ｄｘｎ）に関して同様の作業を繰り返し、各列方向配線に流れるリーク電流の測定をおこなった。
【０１２３】
次に、列方向配線５３に順次、＋６Ｖ、パルス幅０．１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．６ｍｓｅｃのパルス電圧を印加し、これと同期して、行方向配線５２に順次、−１０Ｖ、パルス幅０．１ｍｓｅｃ、パルス周期１６．６ｍｓｅｃのパルス電圧を印加して、すべての電子放出素子を所定時間連続駆動した。その後上記方法と同様にして、各列方向配線に流れるリーク電流の測定をおこなった。
【０１２４】
以上のようにして求めた一素子あたりの駆動時の素子電流は１．５ｍＡ、リーク電流は０．０２μＡ、連続駆動後のリーク電流は０．０３μＡ（いずれも平均値）であり、実施例２の試料８と同等の特性が得られた。
【０１２５】
（実施例４）
本実施例は本発明により作成される電子源を用いて、図６に示した画像表示装置を作成した例である。
【０１２６】
実施例３と同様にして、活性化工程まで行った電子源基板５１を作成した。
【０１２７】
次に、電子源基板５１の２ｍｍ上方にフェースプレートを、支持枠６１を介して真空中で封着し外囲器６６を形成した。また、電子源基板５１とフェースプレートとの間には、スペーサ（不図示）を配置し、大気圧に耐えられる構造とした。また、外囲器６６内には容器内を高真空に保つためのゲッター（不図示）を配置した。電子源基板５１と支持枠６１とフェースプレートの接合にはインジウムを用いた。
【０１２８】
以上のようにして完成した画像表示装置において、実施例３と同様にして、パルス電圧を印加し、実施例３と同様にして、素子電流およびリーク電流を測定したところ、一素子あたりの駆動時の素子電流は１．５ｍＡ、リーク電流は０．０２μＡ（いずれも平均値）であり、実施例３と同等の特性が得られた。
【０１２９】
次に、列方向配線５３に情報信号を印加し、行方向配線５２に走査信号を印加しながら電子放出素子を駆動した。この時情報信号としては、＋６Ｖのパルス電圧を用い、走査信号としては−１０Ｖのパルス電圧を用いた。また、高圧端子６５を通じてメタルバック６４に６ｋＶの電圧を印加して、放出電子を蛍光膜６３に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示したところ、明るい画像を表示することができた。
【０１３０】
また、実施例３と同様にして電子放出素子を連続駆動した後、リーク電流を測定したところ、駆動後の１素子あたりのリーク電流の平均値は０．０３μＡであり、実施例３と同等であった。
【０１３１】
このように本実施例の画像表示装置においては、非選択素子に流れるリーク電流を低減することができた。また、これにより消費電力を低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明に関わる電子放出素子の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に関わる別の電子放出素子の構成を示す模式図である。
【図３】本発明に関わる更に別の電子放出素子の構成を示す模式図である。
【図４】本発明に関わる電子放出素子の製造方法を示す模式図である。
【図５】本発明に関わる電子源の構成を示す模式図である。
【図６】本発明に関わる画像表示装置の構成を示す模式図である。
【図７】本発明に関わる電子放出素子を用いた映像受信表示装置の概略構成を示す図である。
【図８】本発明に関わる電子放出素子を作成する工程において印加される電圧波形を示す図である。
【図９】本発明に関わる電子放出素子の電気特性を測定する装置の概略図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  絶縁体
２  第一の導電性膜
３  第二の導電性膜
４  第三の導電性膜
５  第四の導電性膜
６  第二の間隙
７  第五の導電性膜
８  第六の導電性膜
９  凹部
１０  第一の間隙
１１  別の絶縁体
１２  導電性膜
５１  電子源基板
５２  行方向配線
５３  列方向配線
５４  層間絶縁体
６１  支持枠
６２  ガラス基板
６３  蛍光膜
６４  メタルバック
６５  高圧端子
６６  外囲器
７１  映像情報受信装置
７２  画像信号変調回路
７３  駆動回路
７４  画像表示装置
９０、９１  電流計
９２、９３  電源
９４  アノード電極
【図１】
2006012723.tif 000005
【図２】
2006012723.tif 000006
【図３】
2006012723.tif 000007
【図４】
2006012723.tif 000008
【図５】
2006012723.tif 000009
【図６】
2006012723.tif 000010
【図７】
2006012723.tif 000011
【図８】
2006012723.tif 000012
【図９】
2006012723.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月30日(2005.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体と、該絶縁体上に互いに対向するように配置された、一対の導電性膜と、を有する電子放出素子であって、
前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコン体であることを特徴とする電子放出素子。
【請求項２】
前記絶縁体は、前記一対の導電性膜間において凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子放出素子。
【請求項３】
前記ハロゲンがフッ素であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子放出素子。
【請求項４】
前記絶縁体中のハロゲンの濃度が、１．０ｘ１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１．０ｘ１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項５】
絶縁体上の複数の電子放出素子と、該複数の電子放出素子を共通に接続する配線とを含む電子源であって、
前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコン体であり、
前記電子放出素子が、前記絶縁体上に互いに対向するように配置された、一対の導電性膜を有することを特徴とする電子源。
【請求項６】
電子源と発光体とを有する画像表示装置であって、前記電子源が請求項５に記載の電子源であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
映像受信表示装置であって、
請求項６に記載の画像表示装置と、映像信号を選択して受信し、該映像信号を前記画像表示装置に送信する回路と、を有することを特徴とする映像受信表示装置。
【請求項８】
電子放出素子であって、
絶縁体と、該絶縁体とは異なる別の絶縁体と、前記絶縁体上に該別の絶縁体を介して互いに対向するように配置された一対の導電性膜と、を有しており、
前記別の絶縁体が酸化シリコンを含み、該別の絶縁体が前記一対の導電性膜間において凹部を有し、
前記絶縁体中のハロゲンの濃度が、前記別の絶縁体中のハロゲンの濃度よりも高いことを特徴とする電子放出素子。
【請求項９】
前記ハロゲンがフッ素であることを特徴とする請求項８に記載の電子放出素子。
【請求項１０】
前記絶縁体中のハロゲンの濃度が、１．０ｘ１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１．０ｘ１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項８または９に記載の電子放出素子。
【請求項１１】
前記別の絶縁体中のハロゲンの濃度が、１．０ｘ１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の電子放出素子。
【請求項１２】
絶縁体上に該絶縁体とは異なる別の絶縁体を介して配置された複数の電子放出素子と、該複数の電子放出素子を共通に接続する配線とを含む電子源であって、
前記電子放出素子が、前記別の絶縁体上に対向するように配置された一対の導電性膜を有しており、
前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコン体であり、
前記別の絶縁体が酸化シリコンを含み、該別の絶縁体が前記一対の導電性膜間において凹部を有し、
前記絶縁体中のハロゲンの濃度が、前記別の絶縁体中のハロゲンの濃度よりも高いことを特徴とする電子源。
【請求項１３】
電子源と発光体とを有する画像表示装置であって、前記電子源が請求項１２に記載の電子源であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
映像受信表示装置であって、請求項１３に記載の画像表示装置と、映像信号を選局して受信し、該映像信号を前記画像表示装置に送信する回路と、を有することを特徴とする映像受信表示装置。
【請求項１５】
電子放出素子の製造方法において、
絶縁体上に一対の導電性膜を形成する工程と、
炭素含有ガスを含む雰囲気中で、前記一対の導電性膜間に電圧を印加して、前記導電性膜の一部に炭素を含む堆積物を堆積させる工程と、
を有し、
前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコンから構成されることを特徴とする電子放出素子の製造方法。
【請求項１６】
前記絶縁体上に一対の導電性膜を形成する工程は、前記絶縁体上に別の絶縁体を形成し、更に前記別の絶縁体の表面上に一対の導電性膜を形成する工程を含み、前記別の絶縁体が、前記酸化シリコンに含まれるハロゲンの濃度より低い酸化シリコンから構成されることを特徴とする請求項１５に記載の電子放出素子の製造方法。
【請求項１７】
前記絶縁体を下地表面上に形成した後、前記一対の導電性膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の電子放出素子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、絶縁体と、該絶縁体上に互いに対向するように配置された、一対の導電性膜と、を有する電子放出素子であって、前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコン体であることを特徴とする電子放出素子である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、絶縁体上に一対の導電性膜を形成する工程と、炭素含有ガスを含む雰囲気中で、前記一対の導電性膜間に電圧を印加して、前記導電性膜の一部に炭素を含む堆積物を堆積させる工程と、を有し、前記絶縁体が、ハロゲンを含む酸化シリコンから構成されることを特徴とする電子放出素子の製造方法である。